機(jī)制砂替代河砂制備抹灰砂漿中外加劑摻量研究

李文潔

(山西旅游職業(yè)學(xué)院 經(jīng)濟(jì)管理系,山西 太原 030031)

0 引 言

隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，每年消耗的抹灰砂漿均在15億噸以上，而傳統(tǒng)制備抹灰砂漿材料的河砂產(chǎn)量卻在逐年降低，尤其河砂作為天然砂，不能再生，開(kāi)采過(guò)度勢(shì)必會(huì)造成環(huán)境污染，破壞生態(tài)環(huán)境，所以國(guó)家對(duì)采砂的相關(guān)政策性規(guī)定，也限制了河砂產(chǎn)量，未來(lái)河砂已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)下需求，因此國(guó)內(nèi)陸陸續(xù)續(xù)出現(xiàn)了采用機(jī)制砂替代河砂制備混凝土和抹灰砂漿的研究，但機(jī)制砂替代河砂制備的抹灰砂漿中外加劑摻量的研究還較少，而外加劑摻量適中可以克服墻面抹灰后的開(kāi)裂、空鼓，還可以提高墻面的抗?jié)B性、耐久性、抗裂性等，本文通過(guò)研究機(jī)制砂對(duì)抹灰砂漿的性能影響，以實(shí)驗(yàn)室的試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，為機(jī)制砂替代河砂做積累研究，同時(shí)為類似研究提供借鑒意義。

1 試驗(yàn)方法

與河砂不同，河砂屬于不可再生資源，而機(jī)制砂[1]屬于可再生資源。原材料簡(jiǎn)單易得，由拆除的建筑垃圾(混凝土、磚、石材、砂漿)通過(guò)制砂機(jī)、破碎機(jī)等流水線進(jìn)行多次的破碎，最終制成粒徑不大于4.75 mm的巖石顆粒。整個(gè)制砂過(guò)程全部采用機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)，運(yùn)行成本低，破碎率高。隨著近幾年工藝流程的調(diào)整，整個(gè)制砂過(guò)程科學(xué)規(guī)范、節(jié)能環(huán)保，產(chǎn)出量高，產(chǎn)出的機(jī)制砂完全符合國(guó)家建筑用砂標(biāo)準(zhǔn)要求。

抹灰砂漿分別選擇河砂、機(jī)制砂為細(xì)骨料，通過(guò)一定的配合比在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行試配。最終選取水泥用量為300 kg/m3，細(xì)骨料為松散堆積密度值下的河砂和機(jī)制砂。以事先確定的配合比進(jìn)行試驗(yàn)分析，外加劑選用調(diào)凝劑和減水劑，在調(diào)凝劑不變的情況下，通過(guò)改變減水劑的摻量[2]，使得砂漿稠度略有增長(zhǎng)的情況下，不斷調(diào)整用水量，最后根據(jù)兩種情況下砂漿性能，確定外加劑的最佳摻量[3]。

2 外加劑摻量分析

按照事先確定的配合比，保持調(diào)凝劑不變，不斷調(diào)整減水劑和拌和用水的使用量[4]，使得兩種砂配置的砂漿稠度保持在原來(lái)的80～90 mm以內(nèi)，記錄相應(yīng)的配合比材料用量見(jiàn)表1。

根據(jù)表1每組砂漿配合比進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2，稠度與稠度損失率如圖1，如圖2所示。

表1 河砂、機(jī)制砂抹灰砂漿外加劑摻量配合比

表2 改變外加劑摻量后抹灰砂漿性能

圖1 不同細(xì)骨料下外加劑摻量砂漿稠度

圖2 不同細(xì)骨料下外加劑摻量2h后砂漿稠度的損失率

由表2及圖1、圖2可知，河砂及機(jī)制砂在制備抹灰砂漿過(guò)程中，隨著減水劑摻量的增加可降低用水量，且2h后稠度影響不大。在采用河砂制備抹灰砂漿時(shí)，減水劑用量4 kg/m3比5 kg/m3稠度損失更小，但兩者差距不明顯，也均滿足規(guī)范要求。當(dāng)采用機(jī)制砂制備抹灰砂漿時(shí)，減水劑用量為6 kg/m3時(shí)，2h后稠度損失最大，已經(jīng)超出規(guī)范30%的要求，減水劑用量為4 kg/m3時(shí)，2h后稠度損失最小，但用水量相對(duì)較大。在采用機(jī)制砂拌制砂漿時(shí)，減水劑用量不變，細(xì)骨料用量少，用水量也較少，砂漿稠度損失率也符合要求。當(dāng)減水劑用量相同時(shí)，細(xì)骨料用量最小，用水量也較小，損失度也滿足規(guī)范要求[5]。

圖3為抹灰砂漿保水性分析圖。

圖3 不同細(xì)骨料下外加劑摻量砂漿保水性

從圖3可知，所有試驗(yàn)不同減水劑摻量，均滿足規(guī)范要求，隨著減水劑的降低，抹灰砂漿的保水性增加。在河砂制備的抹灰砂漿中減水劑為4 kg/m3時(shí)，保水性更好。在機(jī)制砂制備的抹灰砂漿中，減水劑用量為6 kg/m3保水性滿足要求；減水劑用量為4 kg/m3時(shí)，編號(hào)5的抹灰砂漿保水率最佳，且較河砂效果更為良好。

圖4為表觀密度分析圖。

圖4 不同細(xì)骨料下外加劑摻量砂漿表觀密度

從圖4可知，隨著減水劑摻量的降低，河砂及機(jī)制砂制備的抹灰砂漿表觀密度有不同程度增大。砂漿編號(hào)為1、2、4、5狀態(tài)下，不管是河砂還是機(jī)制砂制備的抹灰砂漿，表觀密度基本都能滿足規(guī)范要求，只有編號(hào)3情況下，盡管減水劑用量較多，也無(wú)法滿足規(guī)范要求；機(jī)制砂制備的抹灰砂漿，編號(hào)5配比下，表觀密度最大。

圖5為抹灰砂漿抗壓強(qiáng)度分析圖。

圖5 不同細(xì)骨料下外加劑摻量砂漿抗壓強(qiáng)度

從圖5可知，降低減水劑摻量，抹灰砂漿的抗壓強(qiáng)度均有不同程度增加[6]。當(dāng)采用河砂制備抹灰砂漿時(shí)，減水劑摻量為4 kg/m3時(shí)，3d或7d抗壓強(qiáng)度均為最大。當(dāng)采用機(jī)制砂替代河砂制備抹灰砂漿時(shí)，減水劑用量越多，抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)性明顯，與河砂制備的抹灰砂漿基本相當(dāng)，當(dāng)減水劑為4 kg/m3時(shí)，3d或7d抗壓強(qiáng)度明顯提高，且提高幅度較大。

3 結(jié) 論

通過(guò)試驗(yàn)方案的確定，調(diào)整減水劑和調(diào)凝劑的摻量發(fā)現(xiàn)，在采用機(jī)制砂制備的抹灰砂漿，當(dāng)減水劑摻量為4 kg/m3，調(diào)凝劑為2 kg/m3時(shí)，砂漿稠度損失較小，保水性較好，表觀密度不大，均可以滿足規(guī)范要求，抗壓強(qiáng)度也有明顯提高，編號(hào)5為優(yōu)選，即水泥、細(xì)骨料(經(jīng)處理的沙漠砂)、水比例為1∶4.4∶0.9。在采用河砂制備抹灰砂漿時(shí)，當(dāng)減水劑摻量為4 kg/m3，調(diào)凝劑為2 kg/m3時(shí)，效果較好，編號(hào)2為優(yōu)選，即水泥、細(xì)骨料(沙漠砂)、水比例為1∶4.7∶0.83，由此可以判斷機(jī)制砂替代河砂制備抹灰砂漿中外加劑摻量試驗(yàn)方案可行，與實(shí)際應(yīng)用符合。